JP2008284729A - Fiber-containing resin pellet and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えば、繊維強化樹脂成形体用のマスターバッチとして好適に用いられる繊維含有樹脂造粒物及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a fiber-containing resin granulated product suitably used as, for example, a masterbatch for a fiber-reinforced resin molded article and a method for producing the same.
なお、この明細書及び特許請求の範囲において、「フィルム」の語は、シートをも含む意味で用いている。 In this specification and claims, the term “film” is used to include a sheet.
従来より、熱可塑性樹脂の機械的強度を向上させるために該樹脂にガラス繊維、カーボン繊維等の繊維を含有せしめることが多く行われている。このような繊維含有熱可塑性樹脂組成物は、繊維と熱可塑性樹脂を押出機に投入して押出スクリューで加熱混練したのち押出しを行ってペレット化することによって製造されていた。 Conventionally, in order to improve the mechanical strength of a thermoplastic resin, a fiber such as glass fiber or carbon fiber is often contained in the resin. Such a fiber-containing thermoplastic resin composition has been produced by putting fibers and a thermoplastic resin into an extruder, heat-kneading with an extrusion screw, and then extruding to pelletize.
しかるに、上記のように押出スクリューで加熱混練した場合にはスクリューの回転によって発生する強い剪断力によって繊維の折れ、切断が顕著に生じるために、成形品の機械的強度を十分に向上させることができないという問題があった。 However, when heated and kneaded with an extrusion screw as described above, fiber breakage and cutting occur significantly due to the strong shearing force generated by the rotation of the screw, so that the mechanical strength of the molded product can be sufficiently improved. There was a problem that I could not.
このような問題を解決するものとして、溶融樹脂を充満させた含浸ダイに連続した繊維束を引き込み、含浸ダイの先端のノズルを通過せしめることによって、繊維強化樹脂成形体用材料を製造する方法が提案されている(特許文献1、2参照)。このような方法(プルトルージョン法とも呼称される)によれば、押出スクリューによる強い剪断力が繊維に負荷されるような工程がないので、繊維の折れ、切断は防止される。
しかしながら、上記従来のプルトルージョン法による製造では、繊維を含浸ダイ中に引き込む工程を有し、連続生産のスパンは繊維長に依存するから、例えば比較的短い繊維長の繊維を用いる場合には適用が困難であったし、また中程度の繊維長の繊維を用いる場合には製造は可能であっても生産性が悪いという問題があった。即ち、繊維長の長い繊維を用いる場合にしか適用できないという制約があった。 However, the production by the conventional pultrusion method has a step of drawing the fiber into the impregnation die, and the span of continuous production depends on the fiber length. For example, it is applied when using a fiber having a relatively short fiber length. However, when a fiber having a medium fiber length is used, there is a problem that the productivity is poor even if the production is possible. That is, there is a restriction that it can be applied only when a fiber having a long fiber length is used.
また、プルトルージョン法では、複雑な形状の含浸ダイを製作する必要があり、このために設備コストが高くなるという問題もあった。 Further, in the pultrusion method, it is necessary to manufacture an impregnation die having a complicated shape, which causes a problem that the equipment cost increases.
更に、プルトルージョン法では、樹脂を含浸ダイの中に長時間加熱状態で滞留させることになるから、樹脂の熱による劣化を生じやすいという問題もあった。 Further, in the pultrusion method, since the resin is retained in the impregnation die in a heated state for a long time, there is a problem that the resin is likely to be deteriorated by heat.
この発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたものであって、繊維の折れや切断を回避できて十分な機械的強度を確保できると共に、繊維長の短い繊維でも繊維長の長い繊維でも適用することができ、設備コストも抑制でき、樹脂の熱による劣化も防止できる、繊維含有樹脂造粒物の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a technical background, and can be applied to both a fiber having a short fiber length and a fiber having a long fiber length while avoiding the bending and cutting of the fiber and ensuring sufficient mechanical strength. It is an object of the present invention to provide a method for producing a fiber-containing resin granulated product, which can reduce the equipment cost and prevent deterioration of the resin due to heat.
前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
[1]少なくとも片面に繊維を付着せしめた樹脂フィルムを熱プレスすることによって繊維複合化フィルムを得る工程と、
前記繊維複合化フィルムをカットすることにより造粒物を得る造粒工程と、を包含することを特徴とする繊維含有樹脂造粒物の製造方法。
[1] A step of obtaining a fiber composite film by hot pressing a resin film having fibers attached to at least one side;
And a granulating step of obtaining a granulated product by cutting the fiber composite film. A method for producing a fiber-containing resin granulated product, comprising:
[2]2枚の樹脂フィルムをその間に繊維を挟み込んだ状態で熱プレスすることによって繊維複合化フィルムを得る工程と、
前記繊維複合化フィルムをカットすることにより造粒物を得る造粒工程と、を包含することを特徴とする繊維含有樹脂造粒物の製造方法。
[2] A step of obtaining a fiber composite film by hot pressing two resin films with the fibers sandwiched therebetween,
And a granulating step of obtaining a granulated product by cutting the fiber composite film. A method for producing a fiber-containing resin granulated product, comprising:
[3]前記造粒工程において、繊維複合化フィルムをカットして長径が2〜30mmの薄板片状の造粒物を得る前項1または2に記載の繊維含有樹脂造粒物の製造方法。
[3] The method for producing a fiber-containing resin granule according to
[4]前記繊維複合化フィルムにおける樹脂フィルム/繊維の質量比が5/95〜95/5の範囲である前項1〜3のいずれか1項に記載の繊維含有樹脂造粒物の製造方法。 [4] The method for producing a fiber-containing resin granule according to any one of items 1 to 3, wherein the resin film / fiber mass ratio in the fiber composite film is in the range of 5/95 to 95/5.
[5]前記繊維としてガラス繊維を用いる前項1〜4のいずれか1項に記載の繊維含有樹脂造粒物の製造方法。 [5] The method for producing a fiber-containing resin granule according to any one of items 1 to 4, wherein a glass fiber is used as the fiber.
[6]前項1〜5のいずれか1項に記載の製造方法により製造された繊維含有樹脂造粒物。 [6] A fiber-containing resin granulated product produced by the production method according to any one of items 1 to 5.
[7]繊維強化樹脂成形体用のマスターバッチとして用いられるものである前項6に記載の繊維含有樹脂造粒物。 [7] The fiber-containing resin granulated product as described in 6 above, which is used as a master batch for a fiber-reinforced resin molded article.
[1]の発明では、押出スクリューによる強い剪断力が繊維に負荷されるような工程がないので、繊維の折損や切断は防止される。従って、この製造方法で得られた造粒物を用いて成形された繊維強化樹脂成形体は、十分な機械的強度が得られる。また、繊維を含浸ダイ中に引き込むような工程はなく、樹脂フィルムの少なくとも片面に繊維を付着せしめることで対応できるので、繊維長の短い繊維でも繊維長の長い繊維でも適用することができる。また、複雑な形状の含浸ダイを製作する必要もないので、設備コストも比較的安くて済む。また、繊維を付着せしめた樹脂フィルムを熱プレスするだけで良く、従来技術のように樹脂を含浸ダイの中に長時間加熱状態で滞留させるようなことがないので、樹脂の熱劣化も防止できる。また、熱プレスにより繊維と樹脂フィルムの複合化を行うので、繊維を高濃度に含有させることも可能となる。また、熱プレスにより得られた繊維複合化フィルムをカットすることにより造粒物を得るから、この造粒物の外表面は樹脂で被覆されており、これによりハンドリング性が良いものとなるし、造粒物からの繊維の脱落も十分に防止されて作業環境を十分に向上させることができる。 In the invention of [1], since there is no process in which a strong shearing force by the extrusion screw is applied to the fiber, fiber breakage and cutting are prevented. Therefore, the fiber reinforced resin molded product molded using the granulated product obtained by this production method can obtain sufficient mechanical strength. Further, there is no process of drawing the fiber into the impregnation die, and it can be dealt with by attaching the fiber to at least one surface of the resin film. Therefore, it is possible to apply a fiber having a short fiber length or a fiber having a long fiber length. Moreover, since it is not necessary to manufacture an impregnation die having a complicated shape, the equipment cost can be relatively low. Moreover, it is only necessary to hot press the resin film with the fibers attached, and since the resin does not stay in the impregnation die in a heated state for a long time as in the prior art, it is possible to prevent thermal deterioration of the resin. . Moreover, since the fiber and the resin film are combined by hot pressing, the fiber can be contained at a high concentration. Moreover, since the granulated product is obtained by cutting the fiber composite film obtained by hot pressing, the outer surface of this granulated product is coated with a resin, and this makes the handling property good. Dropping of fibers from the granulated product is sufficiently prevented, and the working environment can be sufficiently improved.
[2]の発明では、押出スクリューによる強い剪断力が繊維に負荷されるような工程がないので、繊維の折損や切断は防止される。従って、この製造方法で得られた造粒物を用いて成形された繊維強化樹脂成形体は、十分な機械的強度が得られる。また、繊維を含浸ダイ中に引き込むような工程はなく、2枚の樹脂フィルムをその間に繊維を挟み込んだ状態で熱プレスすることで対応できるので、繊維長の短い繊維でも繊維長の長い繊維でも適用することができる。また、複雑な形状の含浸ダイを製作する必要もないので、設備コストも比較的安くて済む。また、2枚の樹脂フィルムをその間に繊維を挟み込んだ状態で熱プレスするだけで良く、従来技術のように樹脂を含浸ダイの中に長時間加熱状態で滞留させるようなことがないので、樹脂の熱劣化も回避できる。また、熱プレスにより繊維と樹脂フィルムの複合化を行うので、繊維を高濃度に含有させることも可能となる。また、熱プレスにより得られた繊維複合化フィルムをカットすることにより造粒物を得るから、この造粒物の外表面は樹脂で被覆されており、これによりハンドリング性が良いものとなるし、造粒物からの繊維の脱落も十分に防止されて作業環境を十分に向上させることができる。 In the invention of [2], since there is no process in which a strong shearing force by the extrusion screw is applied to the fiber, fiber breakage and cutting are prevented. Therefore, the fiber reinforced resin molded product molded using the granulated product obtained by this production method can obtain sufficient mechanical strength. Also, there is no process of drawing the fiber into the impregnation die, and it can be handled by hot pressing two resin films with the fiber sandwiched between them, so that either a short fiber or a long fiber can be used. Can be applied. Moreover, since it is not necessary to manufacture an impregnation die having a complicated shape, the equipment cost can be relatively low. Moreover, it is only necessary to heat press the two resin films with the fibers sandwiched between them, and the resin does not stay in the impregnation die in a heated state for a long time as in the prior art. The thermal deterioration of can also be avoided. Moreover, since the fiber and the resin film are combined by hot pressing, the fiber can be contained at a high concentration. Moreover, since the granulated product is obtained by cutting the fiber composite film obtained by hot pressing, the outer surface of this granulated product is coated with a resin, and this makes the handling property good. Dropping of fibers from the granulated product is sufficiently prevented, and the working environment can be sufficiently improved.
[3]の発明では、カットして長径が2〜30mmの薄板片状の造粒物を得るので、ハンドリング性により優れた造粒物を製造できる。 In the invention of [3], since it is cut to obtain a thin plate-like granulated product having a major axis of 2 to 30 mm, it is possible to produce a granulated product having superior handling properties.
[4]の発明では、繊維複合化フィルムにおける樹脂フィルム/繊維の質量比が5/95〜95/5の範囲であるから、繊維と樹脂フィルムの樹脂とをより均一な状態に複合化することができる。 In the invention of [4], since the mass ratio of the resin film / fiber in the fiber composite film is in the range of 5/95 to 95/5, the fiber and the resin of the resin film are combined in a more uniform state. Can do.
[5]の発明は、繊維としてガラス繊維を用いるものである。繊維と熱可塑性樹脂を押出機に投入して押出スクリューで加熱混練する従来法では繊維としてガラス繊維を用いた場合に特に折れや切断が顕著に生じていたのであるが、本発明では、このようなガラス繊維を用いた場合においても繊維の折損や切断は十分に防止されるものであるので、このようなガラス繊維の折れ、切断が生じないことによる機械的強度の向上効果は従来法と比較して非常に顕著である。 The invention of [5] uses glass fibers as the fibers. In the conventional method in which fibers and thermoplastic resin are put into an extruder and heated and kneaded with an extrusion screw, glass fibers are used as the fibers. Even when glass fibers are used, breakage and cutting of the fibers are sufficiently prevented, and the improvement effect of mechanical strength due to the occurrence of such bending and cutting of the glass fibers is compared with the conventional method. And is very prominent.
[6]の発明では、機械的強度に優れた繊維強化樹脂成形体の成形が可能となる繊維含有樹脂造粒物が提供される。 In the invention of [6], a fiber-containing resin granulated product capable of forming a fiber-reinforced resin molded article excellent in mechanical strength is provided.
[7]の発明では、機械的強度に優れた繊維強化樹脂成形体の成形が可能となる繊維含有樹脂造粒物マスターバッチが提供される。即ち、この造粒物マスターバッチに更に樹脂を混合せしめたものを用いて機械的強度に優れた繊維強化樹脂成形体を製造することができる。 In the invention of [7], a fiber-containing resin granulated masterbatch capable of forming a fiber-reinforced resin molded article having excellent mechanical strength is provided. That is, a fiber-reinforced resin molded article having excellent mechanical strength can be produced by using the granulated product master batch further mixed with a resin.
この発明に係る繊維含有樹脂造粒物の製造方法は、少なくとも片面に繊維を付着せしめた樹脂フィルムを熱プレスすることによって繊維複合化フィルムを得る工程と、前記繊維複合化フィルムをカットすることにより造粒物を得る造粒工程と、を包含することを特徴とする。 The method for producing a fiber-containing resin granule according to the present invention includes a step of obtaining a fiber composite film by hot pressing a resin film having fibers attached to at least one side, and cutting the fiber composite film. And a granulating step for obtaining a granulated product.
上記製造方法によれば、強い剪断力が繊維に負荷されるような工程がないので、繊維の折損や切断が防止される。また、繊維を含浸ダイ中に引き込むような工程はなく、樹脂フィルムの少なくとも片面に繊維を付着せしめることで対応できるので、繊維長の短い繊維でも繊維長の長い繊維でも適用することができる。また、従来技術のような複雑な形状の含浸ダイを製作する必要もないので、設備コストも比較的安くて済む。また、繊維を付着せしめた樹脂フィルムを熱プレスするだけで良く、従来技術のように樹脂を含浸ダイの中に長時間加熱状態で滞留させるようなことがないので、樹脂の熱劣化も回避できる。また、熱プレスにより繊維と樹脂フィルムの複合化を行うので、繊維を高濃度に含有させることも可能となる。また、熱プレスにより得られた繊維複合化フィルムをカットすることにより造粒物を得るから、この造粒物の外表面は樹脂で被覆されており、これによりハンドリング性が良い上に、造粒物からの繊維の脱落も十分に防止される。 According to the above manufacturing method, there is no process in which a strong shearing force is applied to the fiber, so that the fiber is prevented from being broken or cut. Further, there is no process of drawing the fiber into the impregnation die, and it can be dealt with by attaching the fiber to at least one surface of the resin film. Therefore, it is possible to apply a fiber having a short fiber length or a fiber having a long fiber length. Further, since it is not necessary to manufacture an impregnation die having a complicated shape as in the prior art, the equipment cost can be relatively low. In addition, it is only necessary to hot press the resin film with the fibers attached, and since the resin does not stay in the impregnation die in a heated state for a long time as in the prior art, thermal deterioration of the resin can be avoided. . Moreover, since the fiber and the resin film are combined by hot pressing, the fiber can be contained at a high concentration. Moreover, since the granulated product is obtained by cutting the fiber composite film obtained by hot pressing, the outer surface of this granulated product is coated with a resin. It is also possible to sufficiently prevent the fibers from falling off the object.
なお、造粒物を得るためのカット操作の際に、繊維複合化フィルム中の繊維のごく一部がカット部位で切断され得るが、従来技術の押出スクリューの強い剪断力による繊維切断の数と比べると格段に少ないものである。即ち、従来技術では、押出スクリューの強い剪断力によって殆どの繊維が切断されていた。 In the cutting operation for obtaining a granulated product, only a small part of the fibers in the fiber composite film can be cut at the cutting site. Compared to this, it is much less. That is, in the prior art, most fibers are cut by the strong shearing force of the extrusion screw.
この発明の製造方法を以下の第1〜3実施形態に基づいて詳細に説明する。 The manufacturing method of this invention is demonstrated in detail based on the following 1st-3rd embodiment.
[第1実施形態]
図1に示すように、ロール状に巻き取られた樹脂フィルム(1A)を水平状に引き出すと共に、該水平状に移送される樹脂フィルム(1A)の上面に、ベルトコンベア(3)から繊維(2)を散布する。こうして上面に繊維(2)が散布された樹脂フィルム(1A)の該上面に、同じくロール状態から引き出された樹脂フィルム(1B)を重ね合わせた後、これらを予熱ヒータ(4)で予備加熱する。しかる後、間に繊維(2)が挟み込まれた状態で互いに重ね合わされた2枚の樹脂フィルム(1A)(1B)を熱プレス機(5)で熱プレスすることによって、繊維複合化フィルム(9)を得る。次に、得られた繊維複合化フィルム(9)をカッター(切断機)(6)で縦横方向に切断することによって、繊維含有樹脂からなる薄板片状の造粒物(7)を得る。なお、図1において、(8)は搬送のためのベルトコンベアである。この第1実施形態の製造方法では、2枚の樹脂フィルム(1A)(1B)を連続状に供給しながら造粒物(7)を製造できるので、生産性に優れている。
[First Embodiment]
As shown in FIG. 1, the resin film (1A) wound up in a roll shape is pulled out horizontally, and fibers (1) are transferred from the belt conveyor (3) to the upper surface of the resin film (1A) transferred horizontally. 2) is sprayed. After superposing the resin film (1B) pulled out from the roll state on the upper surface of the resin film (1A) on which the fibers (2) are dispersed on the upper surface in this way, they are preheated by the preheating heater (4). . Thereafter, the two resin films (1A) and (1B), which are superposed on each other with the fiber (2) sandwiched therebetween, are hot-pressed by a hot press machine (5), whereby a fiber composite film (9 ) Next, the obtained fiber composite film (9) is cut longitudinally and laterally with a cutter (cutting machine) (6) to obtain a thin plate-like granulated product (7) made of a fiber-containing resin. In FIG. 1, (8) is a belt conveyor for conveyance. In the manufacturing method according to the first embodiment, the granulated product (7) can be manufactured while continuously supplying the two resin films (1A) and (1B), which is excellent in productivity.
[第2実施形態]
図2に示すように、第1押出機(14A)から樹脂フィルム(11A)を押し出して一対の熱ロール(15)(15)間に供給する一方、第2押出機(14B)から樹脂フィルム(11B)を押し出して一対の熱ロール(15)(15)間に供給すると共に、これら樹脂フィルム(11A)(11B)の間に繊維(12)を落下させて散布する。この繊維(12)の散布は、最上位置にあるベルトコンベア(13)から繊維(12)を上下方向に延びるガイド管(20)内に落下させることによって行われる。しかる後、前記2枚の樹脂フィルム(11A)(11B)を繊維(12)を挟み込んだ状態で一対の熱ロール(15)(15)で熱プレスすることによって、繊維複合化フィルム(19)を得る。次に、得られた繊維複合化フィルム(19)をカッター(切断機)(16)で縦横方向に切断することによって、繊維含有樹脂からなる薄板片状の造粒物(17)を得る。なお、図2において、(18)は搬送のためのベルトコンベアである。この第2実施形態の製造方法は、2枚の樹脂フィルム(11A)(11B)を連続状に供給しながら造粒物(17)を製造できるので、生産性に優れている。
[Second Embodiment]
As shown in FIG. 2, the resin film (11A) is extruded from the first extruder (14A) and supplied between the pair of heat rolls (15) (15), while the resin film ( 11B) is extruded and supplied between the pair of heat rolls (15) and (15), and the fibers (12) are dropped between these resin films (11A) and (11B) and dispersed. The spreading of the fibers (12) is performed by dropping the fibers (12) from the belt conveyor (13) at the uppermost position into a guide tube (20) extending in the vertical direction. Thereafter, the two resin films (11A) and (11B) are hot-pressed with a pair of hot rolls (15) and (15) in a state where the fibers (12) are sandwiched, whereby a fiber composite film (19) is obtained. obtain. Next, the obtained fiber composite film (19) is cut longitudinally and laterally with a cutter (cutting machine) (16) to obtain a thin plate-like granulated product (17) made of a fiber-containing resin. In FIG. 2, (18) is a belt conveyor for conveyance. Since the granulated product (17) can be manufactured while supplying the two resin films (11A) and (11B) in a continuous manner, the manufacturing method of the second embodiment is excellent in productivity.
[第3実施形態]
図3に示すように、第1押出機(24A)から樹脂フィルム(21A)を押し出して一対の熱ロール(25)(25)間に供給する一方、第2押出機(24B)から樹脂フィルム(21B)を押し出して一対の熱ロール(25)(25)間に供給すると共に、これら樹脂フィルム(21A)(21B)の間に、各繊維ロービング(23)から引き出された複数本の連続状の繊維(22)を供給する。しかる後、前記2枚の樹脂フィルム(21A)(21B)を連続繊維(22)を挟み込んだ状態で一対の熱ロール(25)(25)で熱プレスすることによって、繊維複合化フィルム(29)を得る。次に、得られた繊維複合化フィルム(29)をカッター(切断機)(26)で縦横方向に切断することによって、繊維含有樹脂からなる薄板片状の造粒物(27)を得る。なお、図3において、(28)は搬送のためのベルトコンベアである。この第3実施形態の製造方法は、2枚の樹脂フィルム(21A)(21B)及び繊維(22)を連続状に供給しながら造粒物(27)を製造できるので、生産性に優れている。
[Third Embodiment]
As shown in FIG. 3, the resin film (21A) is extruded from the first extruder (24A) and supplied between the pair of heat rolls (25) (25), while the resin film ( 21B) is extruded and supplied between the pair of heat rolls (25) (25), and a plurality of continuous rolls drawn from each fiber roving (23) are provided between the resin films (21A) (21B). Fiber (22) is supplied. Thereafter, the two resin films (21A) and (21B) are hot-pressed with a pair of hot rolls (25) and (25) in a state where the continuous fibers (22) are sandwiched therebetween, whereby a fiber composite film (29) is obtained. Get. Next, the obtained fiber composite film (29) is cut in the vertical and horizontal directions with a cutter (cutting machine) (26) to obtain a sheet-like granulated product (27) made of a fiber-containing resin. In FIG. 3, (28) is a belt conveyor for conveyance. Since the manufacturing method of this 3rd Embodiment can manufacture a granulated material (27), supplying two resin films (21A) (21B) and a fiber (22) continuously, it is excellent in productivity. .
この発明において、製造原料として用いる繊維(2)(12)(22)としては、特に限定されるものではないが、例えばガラス繊維、カーボン繊維、合成樹脂繊維、無機化合物繊維などが挙げられる。 In the present invention, the fibers (2), (12), and (22) used as production raw materials are not particularly limited, and examples thereof include glass fibers, carbon fibers, synthetic resin fibers, and inorganic compound fibers.
前記ガラス繊維としては、特に限定されるものではないが、例えばガラス長繊維、ガラス繊維のチョップドストランド等が挙げられる。このガラス繊維には、通常、ハンドリングの改善や樹脂フィルムの樹脂との接着性向上を目的として表面処理が施される。このような表面処理のための処理剤としては、不飽和カルボン酸と不飽和単量体との共重合体、シランカップリング剤等が挙げられる。前記共重合体を構成する不飽和カルボン酸としては、例えばアクリル酸、メタクリル酸等が挙げられ、前記共重合体を構成する不飽和単量体としては、例えばエチレン、プロピレン、スチレン、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル等が挙げられる。前記シランカップリング剤としては、例えばビニルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。 Although it does not specifically limit as said glass fiber, For example, a glass long fiber, the chopped strand of glass fiber, etc. are mentioned. The glass fiber is usually subjected to surface treatment for the purpose of improving handling and improving the adhesion of the resin film to the resin. Examples of the treating agent for the surface treatment include a copolymer of an unsaturated carboxylic acid and an unsaturated monomer, a silane coupling agent, and the like. Examples of the unsaturated carboxylic acid constituting the copolymer include acrylic acid and methacrylic acid. Examples of the unsaturated monomer constituting the copolymer include ethylene, propylene, styrene, and acrylate. And methacrylic acid esters. Examples of the silane coupling agent include vinyltriethoxysilane and γ-glycidoxypropyltriethoxysilane.
また、前記合成樹脂繊維としては、特に限定されるものではないが、例えばアラミド繊維、ポリアリレート繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ポリイミド繊維等が挙げられる。 The synthetic resin fiber is not particularly limited, and examples thereof include an aramid fiber, a polyarylate fiber, a polyparaphenylene benzobisoxazole fiber, and a polyimide fiber.
また、前記無機化合物繊維としては、特に限定されるものではないが、例えばウォラスナイト繊維、チタン酸カリウム繊維、MOS(塩基性硫酸マグネシウム)繊維、ホウ酸アルミニウム繊維、炭酸カルシウム繊維、カーボン繊維、バサルト繊維等が挙げられる。 Further, the inorganic compound fiber is not particularly limited. For example, wollastonite fiber, potassium titanate fiber, MOS (basic magnesium sulfate) fiber, aluminum borate fiber, calcium carbonate fiber, carbon fiber, basalt Examples thereof include fibers.
前記繊維(2)(12)(22)の繊維長は、特に限定されず、どのような長さのものでも使用できる。 The fiber length of the fibers (2), (12), and (22) is not particularly limited, and any length can be used.
また、樹脂フィルム(1A)(1B)(11A)(11B)(21A)(21B)に用いられる樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリアミド、ポリスチレン、AS樹脂(アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂)、ABS樹脂(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体樹脂)、変性PPE(変性ポリフェニレンエーテル)、ポリカーボネート、POM(ポリアセタール)等の熱可塑性樹脂などが挙げられる。 The resin used for the resin films (1A) (1B) (11A) (11B) (21A) (21B) is not particularly limited. For example, polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate (PET), poly Butylene terephthalate (PBT), polyamide, polystyrene, AS resin (acrylonitrile-styrene copolymer resin), ABS resin (acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer resin), modified PPE (modified polyphenylene ether), polycarbonate, POM (polyacetal) And other thermoplastic resins.
前記樹脂フィルムには、着色剤、改良材、繊維以外の他の充填材等の添加剤を含有せしめても良い。 The resin film may contain additives such as a colorant, an improving material, and a filler other than fibers.
この発明の製造方法において、前記樹脂フィルム(1A)(1B)(11A)(11B)(21A)(21B)の厚さは20〜300μmの範囲に設定されるのが好ましい。 In the manufacturing method of this invention, it is preferable that the thickness of the resin films (1A) (1B) (11A) (11B) (21A) (21B) is set in the range of 20 to 300 μm.
また、熱プレスを行う手段としては、特に限定されるものではないが、例えば熱プレス機、熱ロール等が挙げられる。この熱プレス時の加熱温度は、樹脂フィルムを構成する樹脂の種類によって異なるが、通常は、100〜300℃の範囲に設定されるのが好ましい。 In addition, the means for performing the hot press is not particularly limited, and examples thereof include a hot press and a hot roll. Although the heating temperature at the time of this hot pressing varies depending on the type of resin constituting the resin film, it is usually preferably set in the range of 100 to 300 ° C.
また、繊維複合化フィルムにおける樹脂フィルム/繊維の質量比は5/95〜95/5の範囲になるように設定するのが好ましい。樹脂フィルムの含有比率が上記下限値より大きくなることで繊維と樹脂フィルムの樹脂とを均一な状態に複合化できると共に樹脂フィルムの含有比率が上記上限値より小さくなることでマスターバッチとして汎用的に使用することが可能となる。中でも、繊維複合化フィルムにおける樹脂フィルム/繊維の質量比は10/90〜50/50の範囲になるように設定するのが特に好ましい。 The mass ratio of resin film / fiber in the fiber composite film is preferably set to be in the range of 5/95 to 95/5. As the content ratio of the resin film becomes larger than the lower limit value, the fiber and the resin of the resin film can be combined in a uniform state, and the content ratio of the resin film becomes smaller than the upper limit value so that it can be used as a master batch. Can be used. Especially, it is especially preferable to set so that the resin film / fiber mass ratio in the fiber composite film is in the range of 10/90 to 50/50.
前記繊維複合化フィルム(9)(19)(29)における繊維(2)(12)(22)の配向状態は、特に限定されず、どのような配向状態であっても良い。即ち、図5(a)に示すような無秩序な配向状態であっても良いし、或いは図5(b)に示すような一方向に揃った配向状態であっても良い。後者の一方向に揃った配向状態である場合には図5(b)に示すような繊維の長さ方向に長い矩形状にカットして造粒物を得るのが好ましく、この場合には切断される繊維の割合をさらに低減させることができる。 The alignment state of the fibers (2), (12), and (22) in the fiber composite films (9), (19), and (29) is not particularly limited, and may be any alignment state. That is, the disordered alignment state as shown in FIG. 5A or the alignment state aligned in one direction as shown in FIG. When the latter is in an aligned state in one direction, it is preferable to obtain a granulated material by cutting it into a long rectangular shape in the fiber length direction as shown in FIG. 5 (b). The proportion of fibers that are produced can be further reduced.
また、繊維複合化フィルム(9)(19)(29)のカット(切断)を行う手段(6)(16)(26)としては、特に限定されないが、縦横方向の切断を行い得るカッター(切断機)を用いるのが好ましい。 In addition, the means (6), (16), and (26) for cutting (cutting) the fiber composite films (9), (19), and (29) are not particularly limited, but a cutter that can cut in the vertical and horizontal directions (cutting) Is preferably used.
また、繊維複合化フィルム(9)(19)(29)のカットにより長径(L)が2〜30mmの薄板片状の造粒物(7)(17)(27)を得るのが好ましい(図4(b)参照)。長径(L)が2mm以上であることで造粒物のハンドリング性を向上できると共に長径(L)が30mm以下であることで成形機への供給安定性を確保できる。中でも、前記薄板片状の造粒物(7)(17)(27)の長径(L)は3〜15mmの範囲であるのが特に好ましい。また、薄板片状の造粒物(7)(17)(27)の厚さ(T)は、通常、0.05〜3mmの範囲である(図4(a)参照)。 Moreover, it is preferable to obtain a sheet-like granulated product (7) (17) (27) having a major axis (L) of 2 to 30 mm by cutting the fiber composite film (9) (19) (29) (FIG. 4 (b)). When the long diameter (L) is 2 mm or more, the handleability of the granulated product can be improved, and when the long diameter (L) is 30 mm or less, supply stability to the molding machine can be secured. Especially, it is especially preferable that the long diameter (L) of the said granule (7) (17) (27) of the said thin plate piece is the range of 3-15 mm. Further, the thickness (T) of the thin plate-like granulated product (7) (17) (27) is usually in the range of 0.05 to 3 mm (see FIG. 4 (a)).
なお、上記実施形態では、カットにより平面視略矩形状の造粒物(7)(17)(27)を得るようにしたが、造粒物の形状は、特にこのような形状に限定されるものではない。 In addition, in the said embodiment, although it was made to obtain the granulated material (7) (17) (27) of planar view substantially rectangular shape by a plan, the shape of a granulated material is specifically limited to such a shape. It is not a thing.
しかして、上記製造方法で得られた繊維含有樹脂造粒物(7)(17)(27)を用いて繊維強化樹脂成形体を成形する際には、この繊維含有樹脂造粒物をそのまま成形材料として用いて繊維強化樹脂成形体を成形しても良いし、或いはこの繊維含有樹脂造粒物マスターバッチにさらに熱可塑性樹脂を混合したものを成形材料として用いて繊維強化樹脂成形体を成形しても良い。 Thus, when a fiber-reinforced resin granulated product (7) (17) (27) obtained by the above production method is molded, the fiber-containing resin granulated product is molded as it is. A fiber reinforced resin molded product may be molded using as a material, or a fiber reinforced resin molded product may be molded using a mixture of this fiber-containing resin granulated master batch and a thermoplastic resin as a molding material. May be.
この発明に係る繊維含有樹脂造粒物の製造方法は、上記実施形態のものに特に限定されるものではなく、請求の範囲内であれば、その精神を逸脱するものでない限りいかなる設計的変更をも許容するものである。 The method for producing a fiber-containing resin granulated product according to the present invention is not particularly limited to that of the above-described embodiment, and any design changes can be made within the scope of the claims as long as they do not depart from the spirit. Is also acceptable.
次に、この発明の具体的実施例について説明するが、本発明はこれら実施例のものに特に限定されるものではない。 Next, specific examples of the present invention will be described, but the present invention is not particularly limited to these examples.
<実施例1>
図1に示すように、ロール状に巻き取られた厚さ100μmのLDPEフィルム(低密度ポリエチレン)(1A)を水平状に引き出すと共に、該水平状に移送されるフィルム(1A)の上面に、ベルトコンベア(3)からガラス繊維のチョップドストランド(ストランド長3mm)(2)を散布する。こうして上面にガラス繊維(2)が散布されたLDPEフィルム(1A)の該上面に、同じくロール状態から引き出された厚さ100μmのLDPEフィルム(1B)を重ね合わせた後、これらを予熱ヒータ(4)で予備加熱する。しかる後、間にガラス繊維(2)が挟み込まれた状態で互いに重ね合わされた2枚のフィルム(1A)(1B)を熱プレス機(5)で200℃で熱プレスすることによって、繊維複合化フィルム(9)を得た。次に、得られた繊維複合化フィルム(9)をカッター(6)で縦横方向に切断することによって、繊維含有樹脂からなる薄板片状の造粒物(7)を得た。即ち、図4(a)に示すような一辺の長さが15mmの正方形状の薄板片(E=15mm、F=15mm、厚さT=1mm、長径L=21mm)からなる造粒物(7)を得た。
<Example 1>
As shown in FIG. 1, a 100 μm thick LDPE film (low density polyethylene) (1A) wound up in a roll shape is pulled out horizontally, and on the upper surface of the horizontally transferred film (1A), Glass fiber chopped strands (
<実施例2〜11>
表1、2に示すような条件(組成、フィルム厚さ、熱プレス温度)に設定した以外は、実施例1と同様にして、繊維含有樹脂からなる薄板片状の造粒物を得た。
<Examples 2 to 11>
Except that the conditions (composition, film thickness, hot press temperature) as shown in Tables 1 and 2 were set, a thin plate-like granulated product made of a fiber-containing resin was obtained in the same manner as in Example 1.
上記のようにして得られた造粒物の造粒性を下記評価法に基づいて評価した。また、造粒物の灰分(ガラス質成分)を下記測定法により求めた。 The granulation property of the granulated product obtained as described above was evaluated based on the following evaluation method. Moreover, the ash content (glassy component) of the granulated material was determined by the following measurement method.
<造粒性評価法>
「○」…造粒物の表面に繊維が毛羽立つこともなく、繊維の脱落も生じないもの
「×」…造粒物の表面に繊維が毛羽立ちハンドリング性が悪く、また繊維の脱落も生じやすいもの。
<Granulation property evaluation method>
“○”: The fiber does not fluff on the surface of the granulated material, and the fiber does not fall off. “X”: The fiber is fluffed on the surface of the granulated material, the handling property is poor, and the fiber is also likely to fall off .
<造粒物の灰分測定法>
造粒物をるつぼに入れ、これを電気炉で600℃で3時間加熱燃焼した後、秤量し、次式により灰分を求めた。
<Method for measuring ash content of granulated product>
The granulated product was put in a crucible, and this was heated and burned at 600 ° C. for 3 hours in an electric furnace, and then weighed, and the ash content was determined by the following formula.
灰分(%)=(燃焼後の残存物の質量/燃焼前の造粒物の質量)×100
表1、2から明らかなように、実施例1〜11のいずれにおいても造粒性は良好であった。また、実施例1〜5、8、9の造粒物は、灰分(ガラス質成分)比率が非常に高く、繊維を高含有率で含有した繊維含有樹脂造粒物の製造が可能になることがわかった。
Ash content (%) = (mass of residue after combustion / mass of granulated material before combustion) × 100
As is clear from Tables 1 and 2, the granulation properties were good in any of Examples 1 to 11. In addition, the granulated products of Examples 1 to 5, 8, and 9 have a very high ash (glassy component) ratio, and it becomes possible to produce a fiber-containing resin granulated product containing fibers at a high content rate. I understood.
<実施例12>
実施例3で得られた造粒物(マスターバッチ)16.5質量部に対し無水マレイン酸変性ポリプロピレン83.5質量部を混合した混合物(ガラス繊維含有率15質量%)を用いて射出成形を行うことによって、繊維強化樹脂成形体を得た。
<Example 12>
Injection molding was performed using a mixture (glass fiber content of 15% by mass) in which 83.5 parts by mass of maleic anhydride-modified polypropylene was mixed with 16.5 parts by mass of the granulated product (master batch) obtained in Example 3. By performing, the fiber reinforced resin molding was obtained.
<比較例1>
無水マレイン酸変性エチレンプロピレン共重合体85質量部及びガラス繊維のチョップドストランド(ストランド長3mm)15質量部の混合物を単軸押出機で混練したものを押出してペレット化したものを射出成形することによって、板状の繊維強化樹脂成形体を得た。
<Comparative Example 1>
By extruding a mixture of 85 parts by mass of maleic anhydride-modified ethylene propylene copolymer and 15 parts by mass of chopped strands of glass fibers (
<実施例13>
実施例5で得られた造粒物(マスターバッチ)18.2質量部に対しポリエチレンテレフタレート(PET)81.8質量部を混合した混合物(ガラス繊維含有率15質量%)を用いて射出成形を行うことによって、板状の繊維強化樹脂成形体を得た。
<Example 13>
Injection molding was performed using a mixture (glass fiber content of 15% by mass) in which 81.8 parts by mass of polyethylene terephthalate (PET) was mixed with 18.2 parts by mass of the granulated product (master batch) obtained in Example 5. By performing, the plate-shaped fiber reinforced resin molding was obtained.
<比較例2>
ポリエチレンテレフタレート(PET)85質量部及びガラス繊維のチョップドストランド(ストランド長3mm)15質量部の混合物を単軸押出機で混練したものを押出してペレット化したものを射出成形することによって、板状の繊維強化樹脂成形体を得た。
<Comparative example 2>
A mixture of 85 parts by mass of polyethylene terephthalate (PET) and 15 parts by mass of chopped strands of glass fiber (strand length: 3 mm) was extruded using a single screw extruder and pelletized by injection molding to obtain a plate-like shape. A fiber-reinforced resin molded product was obtained.
<実施例14>
実施例10で得られた造粒物(マスターバッチ)18.8質量部に対しポリエチレンテレフタレート(PET)81.2質量部を混合した混合物(アラミド繊維含有率15質量%)を用いて射出成形を行うことによって、板状の繊維強化樹脂成形体を得た。
<Example 14>
Injection molding was carried out using a mixture (
<比較例3>
ポリエチレンテレフタレート(PET)85質量部及びアラミド繊維(繊維長6mm)15質量部の混合物を単軸押出機で混練したものを押出してペレット化したものを射出成形することによって、板状の繊維強化樹脂成形体を得た。
<Comparative Example 3>
A fiber reinforced resin in the form of a plate by injection molding a mixture of 85 parts by mass of polyethylene terephthalate (PET) and 15 parts by mass of aramid fibers (
<実施例15>
実施例11で得られた造粒物(マスターバッチ)18.8質量部に対しポリエチレンテレフタレート(PET)81.2質量部を混合した混合物(カーボン繊維含有率15質量%)を用いて射出成形を行うことによって、板状の繊維強化樹脂成形体を得た。
<Example 15>
Injection molding was performed using a mixture (carbon fiber content of 15% by mass) in which 81.2 parts by mass of polyethylene terephthalate (PET) was mixed with 18.8 parts by mass of the granulated product (master batch) obtained in Example 11. By performing, the plate-shaped fiber reinforced resin molding was obtained.
<比較例4>
ポリエチレンテレフタレート(PET)85質量部及びカーボン繊維(繊維長6mm)15質量部の混合物を単軸押出機で混練したものを押出してペレット化したものを射出成形することによって、板状の繊維強化樹脂成形体を得た。
<Comparative Example 4>
A plate-like fiber reinforced resin is obtained by injection molding a mixture of 85 parts by mass of polyethylene terephthalate (PET) and 15 parts by mass of carbon fiber (
上記のようにして得られた各繊維強化樹脂成形体の特性を下記測定法に基づいて測定した。 The characteristics of each fiber reinforced resin molded article obtained as described above were measured based on the following measurement method.
<シャルピー衝撃強度測定法>
JIS K7111−1996に準拠してシャルピー衝撃強度(kJ/m2)を測定した。
<Charpy impact strength measurement method>
Charpy impact strength (kJ / m 2 ) was measured according to JIS K7111-1996.
<曲げ強度測定法>
JIS K7171−1994に準拠して曲げ強度(MPa)を測定した。
<Bending strength measurement method>
The bending strength (MPa) was measured according to JIS K7171-1994.
<曲げ弾性率測定法>
JIS K7171−1994に準拠して曲げ弾性率(MPa)を測定した。
<Bending elastic modulus measurement method>
The flexural modulus (MPa) was measured according to JIS K7171-1994.
表3〜6から明らかなように、この発明の製造方法で得られた造粒物を用いて成形された繊維強化樹脂成形体は、従来の方法(繊維と樹脂を押出機で混練したものを造粒する方法)で得られた繊維強化樹脂成形体と比較して、優れた機械的強度を備えていた。 As is apparent from Tables 3 to 6, the fiber-reinforced resin molded product molded using the granulated product obtained by the production method of the present invention is a conventional method (kneaded fiber and resin with an extruder). Compared with the fiber-reinforced resin molded article obtained by the granulating method), the resin had excellent mechanical strength.
この発明の製造方法で得られた繊維含有樹脂造粒物は、例えば、繊維強化樹脂射出成形体等の繊維強化樹脂成形体用の成形材料として用いられ、中でも特に繊維強化樹脂成形体(繊維強化樹脂射出成形体等)用のマスターバッチとして好適に用いられるが、特にこのような用途に限定されるものではない。 The fiber-containing resin granulated product obtained by the production method of the present invention is used as a molding material for a fiber reinforced resin molded product such as a fiber reinforced resin injection molded product, and particularly, a fiber reinforced resin molded product (fiber reinforced resin). Although it is suitably used as a master batch for a resin injection molded article or the like, it is not particularly limited to such a use.
1A、1B…樹脂フィルム
2…繊維
5…熱プレス機
6…カッター
7…造粒物
9…繊維複合化フィルム
11A、11B…樹脂フィルム
12…繊維
15…熱ロール
16…カッター
17…造粒物
19…繊維複合化フィルム
21A、21B…樹脂フィルム
22…繊維
25…熱ロール
26…カッター
27…造粒物
29…繊維複合化フィルム
1A, 1B ...
Claims (7)
前記繊維複合化フィルムをカットすることにより造粒物を得る造粒工程と、を包含することを特徴とする繊維含有樹脂造粒物の製造方法。 A step of obtaining a fiber composite film by hot-pressing a resin film having fibers attached to at least one side;
And a granulating step of obtaining a granulated product by cutting the fiber composite film. A method for producing a fiber-containing resin granulated product, comprising:
前記繊維複合化フィルムをカットすることにより造粒物を得る造粒工程と、を包含することを特徴とする繊維含有樹脂造粒物の製造方法。 A step of obtaining a fiber composite film by hot pressing two resin films with a fiber sandwiched therebetween,
And a granulating step of obtaining a granulated product by cutting the fiber composite film. A method for producing a fiber-containing resin granulated product, comprising:
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